Em resposta aos baixos níveis de açúcar no sangue, as células das ilhotas pancreáticas de pessoas com diabetes libertam significativamente mais um hormônio chamado glucagon do que as células das ilhotas de pessoas saudáveis, de acordo com um novo estudo realizado por pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford.
A descoberta foi feita usando um novo modelo de camundongo de diabetes desenvolvido por cientistas da Stanford que pela primeira vez permite estudos funcionais de células alfa humanas transplantadas.
Glucagon é produzido por células alfa em ilhotas pancreáticas enquanto a insulina é produzida por células beta. Pensa-se que os principais motores da diabetes são os defeitos de produção da insulina e das células beta. O estudo atual, entretanto, apóia a percepção crescente de que o diabetes é provavelmente devido a defeitos em múltiplos tipos de células e destaca a importância do modelo do rato para simular mais precisamente as complexidades da doença.
“Nossas investigações apóiam a idéia de que o diabetes resulta não apenas de um defeito nas células beta do pâncreas, mas também nas células alfa que produzem glucagon”, disse Seung Kim, MD, PhD, professor de biologia do desenvolvimento e diretor do Centro de Pesquisa de Diabetes de Stanford. “Isto tinha sido suspeito, mas nosso estudo com ilhotas humanas fornece evidências novas e sem precedentes para apoiar esta idéia”
Kim é o autor sênior do estudo, que foi publicado em 8 de junho no Nature Metabolism. A estudante de pós-graduação Krissie Téllez e o cientista de pesquisa Yan Hang, PhD, compartilham a autoria principal do estudo.
Em pessoas saudáveis, o glucagon trabalha em conjunto com a insulina para controlar firmemente os níveis de açúcar no sangue. Imediatamente após uma refeição, a insulina desencadeia a remoção da glicose do sangue e promove o seu armazenamento em órgãos como o fígado. Por outro lado, quando os níveis de açúcar no sangue se tornam baixos, o glucagon estimula a liberação da glicose armazenada na corrente sanguínea.
Estruturas idênticas do glucagon
Pesquisas anteriores sobre a relação entre insulina e glucagon têm sido dificultadas pelo fato de que o glucagon do rato e o glucagon humano são idênticos na estrutura. Eles são impossíveis de distinguir um do outro depois de ilhotas humanas terem sido transplantadas em camundongos de laboratório. Como resultado, os pesquisadores só puderam estudar a produção de glucagon humano por células alfa em tubos de ensaio ou pratos de cultura, o que não imita com precisão o que acontece no corpo.
Hang, Téllez e seus colegas se propuseram a engendrar uma linhagem de camundongos incapazes de fazer seu próprio glucagon. Eles usaram um processo de edição genética chamado CRISPR para remover um pequeno pedaço do DNA do animal que codifica para a proteína glucagonal. O processo foi trabalhoso e demorado, levando mais de dois anos para ser concluído.